约束 - FOREIGN KEY 约束 - 《MySQL 实战笔记》

6.1 作用
6.2 关键字
6.3 主表和从表/父表和子表
6.4 特点
6.5 添加外键约束
6.6 演示问题
6.7 约束等级
6.8 删除外键约束
6.9 开发场景
6.10 阿里开发规范

6.1 作用

限定某个表的某个字段的引用完整性。

比如：员工表的员工所在部门的选择，必须在部门表能找到对应的部分。

6.2 关键字

FOREIGN KEY

6.3 主表和从表/父表和子表

主表（父表）：被引用的表，被参考的表

从表（子表）：引用别人的表，参考别人的表

例如：员工表的员工所在部门这个字段的值要参考部门表：部门表是主表，员工表是从表。

例如：学生表、课程表、选课表：选课表的学生和课程要分别参考学生表和课程表，学生表和课程表是主表，选课表是从表。

6.4 特点

（1）从表的外键列，必须引用/参考主表的主键或唯一约束的列

      为什么？因为被依赖/被参考的值必须是唯一的

（2）在创建外键约束时，如果不给外键约束命名，默认名不是列名，而是自动产生一个外键名（例如 student_ibfk_1;），也可以指定外键约束名。

（3）创建(CREATE)表时就指定外键约束的话，先创建主表，再创建从表

（4）删表时，先删从表（或先删除外键约束），再删除主表

（5）当主表的记录被从表参照时，主表的记录将不允许删除，如果要删除数据，需要先删除从表中依赖该记录的数据，然后才可以删除主表的数据

（6）在“从表”中指定外键约束，并且一个表可以建立多个外键约束

（7）从表的外键列与主表被参照的列名字可以不相同，但是数据类型必须一样，逻辑意义一致。如果类型不一样，创建子表时，就会出现错误“ERROR 1005 (HY000): Can’t create table’database.tablename’(errno: 150)”。

      例如：都是表示部门编号，都是int类型。

（8）当创建外键约束时，系统默认会在所在的列上建立对应的普通索引。但是索引名是外键的约束名。（根据外键查询效率很高）

（9）删除外键约束后，必须手动删除对应的索引

6.5 添加外键约束

（1）建表时

create table 主表名称(
    字段1  数据类型  primary key,
    字段2  数据类型
);
create table 从表名称(
    字段1  数据类型  primary key,
    字段2  数据类型,
    [CONSTRAINT <外键约束名称>] FOREIGN KEY（从表的某个字段) references 主表名(被参考字段)
);
#(从表的某个字段)的数据类型必须与主表名(被参考字段)的数据类型一致，逻辑意义也一样
#(从表的某个字段)的字段名可以与主表名(被参考字段)的字段名一样，也可以不一样
-- FOREIGN KEY: 在表级指定子表中的列
-- REFERENCES: 标示在父表中的列

create table dept( #主表
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(#从表
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)   #在从表中指定外键约束
    #emp表的deptid和和dept表的did的数据类型一致，意义都是表示部门的编号
);
说明：
（1）主表dept必须先创建成功，然后才能创建emp表，指定外键成功。
（2）删除表时，先删除从表emp，再删除主表dept

（2）建表后

一般情况下，表与表的关联都是提前设计好了的，因此，会在创建表的时候就把外键约束定义好。不过，如果需要修改表的设计（比如添加新的字段，增加新的关联关系），但没有预先定义外键约束，那么，就要用修改表的方式来补充定义。

格式：

ALTER TABLE 从表名 ADD [CONSTRAINT 约束名] FOREIGN KEY (从表的字段) REFERENCES 主表名(被引用字段) [on update xx][on delete xx];

举例：

ALTER TABLE emp1
ADD [CONSTRAINT emp_dept_id_fk] FOREIGN KEY(dept_id) REFERENCES dept(dept_id);

举例：

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int                #员工所在的部门
);
#这两个表创建时，没有指定外键的话，那么创建顺序是随意

alter table emp add foreign key (deptid) references dept(did);

6.6 演示问题

（1）失败：不是键列

create table dept(
    did int ,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)
);
#ERROR 1215 (HY000): Cannot add foreign key constraint  原因是dept的did不是键列

（2）失败：数据类型不一致

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid char,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)
);
#ERROR 1215 (HY000): Cannot add foreign key constraint  原因是从表的deptid字段和主表的did字段的数据类型不一致，并且要它俩的逻辑意义一致

（3）成功，两个表字段名一样

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    did int,                #员工所在的部门
    foreign key (did) references dept(did)  
    #emp表的deptid和和dept表的did的数据类型一致，意义都是表示部门的编号
    #是否重名没问题，因为两个did在不同的表中
);

（4）添加、删除、修改问题

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)  
    #emp表的deptid和和dept表的did的数据类型一致，意义都是表示部门的编号
);

insert into dept values(1001,'教学部');
insert into dept values(1003, '财务部');
insert into emp values(1,'张三',1001); #添加从表记录成功，在添加这条记录时，要求部门表有1001部门
insert into emp values(2,'李四',1005);#添加从表记录失败
ERROR 1452 (23000): Cannot add（添加） or update（修改） a child row: a foreign key constraint fails (`atguigudb`.`emp`, CONSTRAINT `emp_ibfk_1` FOREIGN KEY (`deptid`) REFERENCES `dept` (`did`)) 从表emp添加记录失败，因为主表dept没有1005部门

mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  |
+------+--------+
| 1001 | 教学部  |
| 1003 | 财务部  |
+------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三   |   1001 |
+-----+-------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

update emp set deptid = 1002 where eid = 1;#修改从表失败 
ERROR 1452 (23000): Cannot add（添加） or update（修改） a child row（子表的记录）: a foreign key constraint fails（外键约束失败） (`atguigudb`.`emp`, CONSTRAINT `emp_ibfk_1` FOREIGN KEY (`deptid`) REFERENCES `dept` (`did`))  #部门表did字段现在没有1002的值，所以员工表中不能修改员工所在部门deptid为1002
update dept set did = 1002 where did = 1001;#修改主表失败
ERROR 1451 (23000): Cannot delete（删除） or update（修改） a parent row（父表的记录）: a foreign key constraint fails (`atguigudb`.`emp`, CONSTRAINT `emp_ibfk_1` FOREIGN KEY (`deptid`) REFERENCES `dept` (`did`)) #部门表did的1001字段已经被emp引用了，所以部门表的1001字段就不能修改了。
update dept set did = 1002 where did = 1003;#修改主表成功  因为部门表的1003部门没有被emp表引用，所以可以修改

delete from dept where did=1001; #删除主表失败
ERROR 1451 (23000): Cannot delete（删除） or update（修改） a parent row（父表记录）: a foreign key constraint fails (`atguigudb`.`emp`, CONSTRAINT `emp_ibfk_1` FOREIGN KEY (`deptid`) REFERENCES `dept` (`did`))  #因为部门表did的1001字段已经被emp引用了，所以部门表的1001字段对应的记录就不能被删除

总结：约束关系是针对双方的

添加了外键约束后，主表的修改和删除数据受约束
添加了外键约束后，从表的添加和修改数据受约束
在从表上建立外键，要求主表必须存在
删除主表时，要求从表从表先删除，或将从表中外键引用该主表的关系先删除

6.7 约束等级

Cascade方式：在父表上update/delete记录时，同步update/delete掉子表的匹配记录
Set null方式：在父表上update/delete记录时，将子表上匹配记录的列设为null，但是要注意子表的外键列不能为not null
No action方式：如果子表中有匹配的记录，则不允许对父表对应候选键进行update/delete操作
Restrict方式：同no action，都是立即检查外键约束
Set default方式（在可视化工具SQLyog中可能显示空白）：父表有变更时，子表将外键列设置成一个默认的值，但Innodb不能识别

如果没有指定等级，就相当于Restrict方式。

对于外键约束，最好是采用: ON UPDATE CASCADE ON DELETE RESTRICT 的方式。

（1）演示1：on update cascade on delete set null

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)  on update cascade on delete set null
    #把修改操作设置为级联修改等级，把删除操作设置为set null等级
);

insert into dept values(1001,'教学部');
insert into dept values(1002, '财务部');
insert into dept values(1003, '咨询部');
insert into emp values(1,'张三',1001); #在添加这条记录时，要求部门表有1001部门
insert into emp values(2,'李四',1001);
insert into emp values(3,'王五',1002);

mysql> select * from dept;
mysql> select * from emp;

#修改主表成功，从表也跟着修改，修改了主表被引用的字段1002为1004，从表的引用字段就跟着修改为1004了
mysql> update dept set did = 1004 where did = 1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  |
+------+--------+
| 1001 | 教学部 |
| 1003 | 咨询部 |
| 1004 | 财务部 | #原来是1002，修改为1004
+------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三  |   1001 |
|   2 | 李四  |   1001 |
|   3 | 王五  |   1004 | #原来是1002，跟着修改为1004
+-----+-------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

#删除主表的记录成功，从表对应的字段的值被修改为null
mysql> delete from dept where did = 1001;
Query OK, 1 row affected (0.01 sec)
mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  | #记录1001部门被删除了
+------+--------+
| 1003 | 咨询部  |
| 1004 | 财务部  |
+------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三  |   NULL | #原来引用1001部门的员工，deptid字段变为null
|   2 | 李四  |   NULL |
|   3 | 王五  |   1004 |
+-----+-------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

（2）演示2：on update set null on delete cascade

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)  on update set null on delete cascade
    #把修改操作设置为set null等级，把删除操作设置为级联删除等级
);

insert into dept values(1001,'教学部');
insert into dept values(1002, '财务部');
insert into dept values(1003, '咨询部');
insert into emp values(1,'张三',1001); #在添加这条记录时，要求部门表有1001部门
insert into emp values(2,'李四',1001);
insert into emp values(3,'王五',1002);

mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  |
+------+--------+
| 1001 | 教学部 |
| 1002 | 财务部 |
| 1003 | 咨询部 |
+------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三  |   1001 |
|   2 | 李四  |   1001 |
|   3 | 王五  |   1002 |
+-----+-------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

#修改主表，从表对应的字段设置为null
mysql> update dept set did = 1004 where did = 1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  |
+------+--------+
| 1001 | 教学部 |
| 1003 | 咨询部 |
| 1004 | 财务部 | #原来did是1002
+------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三  |   1001 |
|   2 | 李四  |   1001 |
|   3 | 王五  |   NULL | #原来deptid是1002，因为部门表1002被修改了，1002没有对应的了，就设置为null
+-----+-------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

#删除主表的记录成功，主表的1001行被删除了，从表相应的记录也被删除了
mysql> delete from dept where did=1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  | #部门表中1001部门被删除
+------+--------+
| 1003 | 咨询部 |
| 1004 | 财务部 |
+------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |#原来1001部门的员工也被删除了
+-----+-------+--------+
|   3 | 王五  |   NULL |
+-----+-------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

（3）演示：on update cascade on delete cascade

create table dept(
    did int primary key,        #部门编号
    dname varchar(50)            #部门名称
);
create table emp(
    eid int primary key,  #员工编号
    ename varchar(5),     #员工姓名
    deptid int,                #员工所在的部门
    foreign key (deptid) references dept(did)  on update cascade on delete cascade
    #把修改操作设置为级联修改等级，把删除操作也设置为级联删除等级
);

insert into dept values(1001,'教学部');
insert into dept values(1002, '财务部');
insert into dept values(1003, '咨询部');
insert into emp values(1,'张三',1001); #在添加这条记录时，要求部门表有1001部门
insert into emp values(2,'李四',1001);
insert into emp values(3,'王五',1002);

mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  |
+------+--------+
| 1001 | 教学部 |
| 1002 | 财务部 |
| 1003 | 咨询部 |
+------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三  |   1001 |
|   2 | 李四  |   1001 |
|   3 | 王五  |   1002 |
+-----+-------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

#修改主表，从表对应的字段自动修改
mysql> update dept set did = 1004 where did = 1002;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0
mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  |
+------+--------+
| 1001 | 教学部 |
| 1003 | 咨询部 |
| 1004 | 财务部 | #部门1002修改为1004
+------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |
+-----+-------+--------+
|   1 | 张三  |   1001 |
|   2 | 李四  |   1001 |
|   3 | 王五  |   1004 | #级联修改
+-----+-------+--------+
3 rows in set (0.00 sec)

#删除主表的记录成功，主表的1001行被删除了，从表相应的记录也被删除了
mysql> delete from dept where did=1001;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)
mysql> select * from dept;
+------+--------+
| did  | dname  | #1001部门被删除了
+------+--------+
| 1003 | 咨询部 |
| 1004 | 财务部 | 
+------+--------+
2 rows in set (0.00 sec)
mysql> select * from emp;
+-----+-------+--------+
| eid | ename | deptid |  #1001部门的员工也被删除了
+-----+-------+--------+
|   3 | 王五  |   1004 |
+-----+-------+--------+
1 row in set (0.00 sec)

6.8 删除外键约束

流程如下：

(1)第一步先查看约束名和删除外键约束
SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = '表名称';#查看某个表的约束名
ALTER TABLE 从表名 DROP FOREIGN KEY 外键约束名;
（2）第二步查看索引名和删除索引。（注意，只能手动删除）
SHOW INDEX FROM 表名称; #查看某个表的索引名
ALTER TABLE 从表名 DROP INDEX 索引名;

举例：

mysql> SELECT * FROM information_schema.table_constraints WHERE table_name = 'emp';
mysql> alter table emp drop foreign key emp_ibfk_1;
Query OK, 0 rows affected (0.02 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> show index from emp;
mysql> alter table emp drop index deptid;
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
Records: 0  Duplicates: 0  Warnings: 0
mysql>  show index from emp;

6.9 开发场景

问题1：如果两个表之间有关系（一对一、一对多），比如：员工表和部门表（一对多），它们之间是否一定要建外键约束？

答：不是的

问题2：建和不建外键约束有什么区别？

答：建外键约束，你的操作（创建表、删除表、添加、修改、删除）会受到限制，从语法层面受到限制。例如：在员工表中不可能添加一个员工信息，它的部门的值在部门表中找不到。

不建外键约束，你的操作（创建表、删除表、添加、修改、删除）不受限制，要保证数据的引用完整性，只能依靠程序员的自觉，或者是在Java程序中进行限定。例如：在员工表中，可以添加一个员工的信息，它的部门指定为一个完全不存在的部门。

问题3：那么建和不建外键约束和查询有没有关系？

答：没有

在 MySQL 里，外键约束是有成本的，需要消耗系统资源。对于大并发的 SQL 操作，有可能会不适合。比如大型网站的中央数据库，可能会因为外键约束的系统开销而变得非常慢。所以， MySQL 允许你不使用系统自带的外键约束，在应用层面完成检查数据一致性的逻辑。也就是说，即使你不用外键约束，也要想办法通过应用层面的附加逻辑，来实现外键约束的功能，确保数据的一致性。

6.10 阿里开发规范

【强制】不得使用外键与级联，一切外键概念必须在应用层解决。

说明：（概念解释）学生表中的 student_id 是主键，那么成绩表中的 student_id 则为外键。如果更新学生表中的 student_id，同时触发成绩表中的 student_id 更新，即为级联更新。外键与级联更新适用于单机低并发，不适合分布式、高并发集群；级联更新是强阻塞，存在数据库更新风暴的风险；外键影响数据库的插入速度。